EP3717936A1 - Système de collecte et de distribution des données capteurs dans une antenne acoustique linéaire remorquée - Google Patents

Système de collecte et de distribution des données capteurs dans une antenne acoustique linéaire remorquée

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EP3717936A1
EP3717936A1 EP18808008.9A EP18808008A EP3717936A1 EP 3717936 A1 EP3717936 A1 EP 3717936A1 EP 18808008 A EP18808008 A EP 18808008A EP 3717936 A1 EP3717936 A1 EP 3717936A1
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EP
European Patent Office
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hub
data
frame
input
rank
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EP18808008.9A
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EP3717936B1 (fr
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Olivier FASSY
François NORMAND
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Thales SA
Original Assignee
Thales SA
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/523—Details of pulse systems
    • G01S7/526—Receivers
    • G01S7/53—Means for transforming coordinates or for evaluating data, e.g. using computers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/003—Transmission of data between radar, sonar or lidar systems and remote stations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/20—Arrangements of receiving elements, e.g. geophone pattern
    • G01V1/201—Constructional details of seismic cables, e.g. streamers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40169—Flexible bus arrangements
    • H04L12/40176—Flexible bus arrangements involving redundancy
    • H04L12/40182—Flexible bus arrangements involving redundancy by using a plurality of communication lines

Definitions

  • the invention relates to the field of digital acoustic towed acoustic antennas, conventional electro-acoustic technology and more particularly the electronic telemetry systems ensuring the digitization of the signals generated by all the acoustic hydrophones constituting such an antenna and by non-acoustic sensors or "NAS" according to the acronym of the English name "Non Acoustic Sensor” (temperature sensors, immersion, heading, roll / pitch, etc .7) required for signal processing Sonar tracks and their operation.
  • NAS non-acoustic Sensor
  • the invention relates directly to a method and a system for collecting and distributing sensor data in an electronic telemetry system of a towed linear acoustic antenna.
  • a conventional telemetry system of an acoustic antenna generally comprises the following functions:
  • antenna synchronization distribution function (antenna top sampling, fast clock, etc.);
  • DAU data acquisition function
  • analog processing and digitization modules distributed regularly inside an antenna or different antenna sections by following the linear arrangement of the hydrophones (or groups of hydrophones).
  • These modules are synchronized by an antenna sync signal from one or more antenna sync modules and fed via antenna power supply modules;
  • An antenna data collection function performing the routing of all digitized antenna data to the receiver that performs the treatment generally placed on board the vessel that tows (trailer) the antenna. This function is conventionally performed by
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) an antenna multiplexing module, synchronized by an antenna sync signal and fed via antenna power supply modules.
  • DAU Data Acquisition Unit
  • Each DAU 11 transmits on a particular bus 12 the data of the sensors 13 for which it is responsible, these data finally being multiplexed 14 at the antenna head (ie the end connected to the towing vessel) to be transmitted to the onboard receiver.
  • each DAU 11 then comprises means enabling it to insert the data produced by the data elements. sensors 13 which it manages on the common data BUS 12.
  • the synchro distribution system and data collection functions are implemented in the form of bus 12 and 16, which limits the use of such a configuration to antennas comprising only a few dozen channels. and having a limited acoustic length, non-dedicated ETBF antennas and even less UBF. Indeed, in known manner, the time division multiplexing capability on the same bus is limited by the effects of the length of the line and the number of subscribers on the bus on the bus parameters (bus frequency, spreading symbols and generation inter-symbol interference ).
  • the data produced by the different DAUs 11 of the same group are locally multiplexed 32 at the group level and can be transmitted to the receiver via a single bus 12, as shown in FIG. 3.
  • the system is thus broken down into N subsystems 31 (for limit the length and the number of subscribers per bus) with the introduction of repeaters to convey the system functions.
  • the number of cable links is advantageously reduced.
  • the robustness of the system remains mediocre, a critical failure at a subset resulting in a total failure of the data transmission.
  • the data produced by the different DAUs 1 1 of the same group 31 are locally multiplexed 32 at the group level and can then be routed through parallel channels (buses) 12 to a multiplexing system 41 placed at the top antenna, as shown in Figure 4.
  • the overall system is thus divided into N subsystems (local groups). of N acquisition channels).
  • Two adjacent subsystems may optionally be nested to form even and odd data channels.
  • the system robustness of such a device is improved due in particular to the redundancy introduced at the data transmission (redundant bus) and at the antenna head.
  • the number and type of different objects introduced and the wiring density appear much too important (heavy antenna wiring) for such a structure can be a truly exploitable solution.
  • FIG. 5 shows an exemplary architecture, in which subassembly blocks 51 connected in series, subassemblies in which the data of the acquisition units 52 are collected in series by a support module 53, are connected in parallel. and transmitted to the antenna head via a serial data bus 54 common to the other subset of the same block.
  • An object of the invention is to propose an alternative solution to existing solutions for collecting the sensor data and to reassemble these data to the antenna head and the on-board receiver.
  • Another object of the invention is to provide a solution for both limiting the mass constituted by the cabling network to perform the collection and routing of sonar data, and to have a robust system able to continue operating even in the presence of a plurality of failed acquisition units.
  • the subject of the invention is a system for collecting data
  • each HUB of rank n (HUB n ) is configured to:
  • the method according to the invention may comprise various provisions listed below.
  • each HUB comprises a first register bank configured to allow the storage of the sensor data produced at each sampling period, the time necessary to allow their integration with the data frame corresponding to the same period of time. 'sampling.
  • each HUB of rank n (HUB n ) is configured such that, if a data stream is present on its first input, said HUB n integrates, at each of the frames. successive ones transmitted by the HUB located immediately upstream (HUB n-1 ) and received on this first input, the synchronous data of said frame produced by the different sensors managed by him, and produces a completed frame which he transmits to the HUB located immediately downstream (HUB n + 1 ) and to the HUB located three ranks downstream (HUB n + 3 ) ⁇
  • each HUB of rank n (HUe n ) is configured such that if no data stream is present on its first input, said HUB n integrates, at each successive frames received on its second input, the synchronous data of said frame produced by the various sensors managed by it and produces a completed frame that it transmits to the HUB located immediately downstream (Hu Bn + i ) and the HUB located three ranks downstream (HUB n + 3 ).
  • each HUB of rank n (HUB n ) is configured such that if a data stream is present on each of its inputs, said HUB n integrates, each successive frames received by its first input, the synchronous data of said frame produced by the various sensors managed by him and the data produced by the various sensors managed by the n-3 HUB n-3 (HUB n-3 ), collected on the data frame received on its second synchronous input of the data frame received on its first input, and produces a completed frame which it transmits to the HUB located immediately downstream (HUB n + 1 ) and to the HUB located three ranks downstream (HUB n + 3 ) -
  • each HUB further comprises a second set of registers configured to allow the storage of the data produced by the n-3 HUB (HUB n-3 ) at each sampling period the time necessary to allow their integration into the data frame corresponding to the same sampling period.
  • FIGS. 1 to 5 schematic illustrations relating to systems for collecting and collecting sensor data, known from the prior art
  • FIG. 6 a schematic representation of a telemetry system for a towed linear acoustic antenna incorporating the system for collecting and collecting sensor data according to the invention
  • FIG. 7 a detailed schematic illustration of the operating principle of the system for collecting and collecting sensor data according to the invention
  • Figures 8 and 9 are timing diagrams illustrating the operation of the synchronization mechanism of the sensor data and the data frames within a HUB.
  • the antenna data collection system is integrated in a global telemetry system 61, shown schematically in FIG. 6, in which the various acoustic sensors (hydrophones) constituting the antenna, are managed by a set of acquisition modules 62 or HUB.
  • Each HUB manages a given group of acoustic sensors and is marked by its rank n which corresponds to the position occupied by the acoustic sensors associated with it.
  • the HUBs thus arranged form a chain each HUB being identified by its rank in the chain.
  • a hub of rank n is placed in the chain of HUBs between the HUB of rank n-1, located upstream of the HUB in question, that is to say closer to the free end of the antenna (tail antenna) and the HUB of rank n + 1, located downstream of the HUB in question, that is to say closer to the end opposite to the free end of the antenna (antenna head), by which the antenna is towed and communicates with the equipment placed on board the towing vessel.
  • each hub also receives synchronization information, via a common synchronization bus 63.
  • Each HUB is further supplied with electrical energy by a general power supply loop 64.
  • each HUB 62 of rank n receives from Hub of rank n-1, HUB n-1, which precedes it in the chain (ie upstream in the chain), a DATA BUS 65 conveying the frames of digital data corresponding to the signals received by the HUB n-1 on which the latter has inserted the data delivered by the different sensors which it manages.
  • each HUB restores on two separate buses 67 and 68 the frames of digital data respectively transmitted by the HUB of rank n-1, HUB n-1 , and by the HUB of rank ni, HUB nor on which it has inserted the data delivered by the various sensors which it manages.
  • a main bus which, from the point of view of the collection of sensor data, provides direct series chaining of the HUBs relative to one another; a n-rank HUB being connected by this bus to the rank n-1 HUB which immediately precedes it in the succession of the sensors;
  • auxiliary buses which collect the sensor data in a discontinuous manner, a n-rank HUB being chained by an auxiliary bus given to the HUBs of rank n-1 and n + 1.
  • the value of the jump i is preferably greater than 1. However, in a preferred embodiment, illustrated in FIGS. 6 and 7, this value is equal to 3. This is called a Leapfrog mechanism of rank 2.
  • the following text describes the operating principle of the system for collecting and collecting sensor information according to the invention in the case illustrated by FIGS. 6 and 7, where i is equal to 3 (Leapfrog of rank 2).
  • GDS (A), GDS (C) and GDS (D) respectively represent the data flows transmitted to the input of the HUB n by the HUB n-1 and the output streams delivered by the same HUB n respectively to the HUB n + 1 and HUB n + 3 .
  • Data_HUB n represents the sensor data collected locally by the HUB n .
  • each HuB n is configured to process both the GDS (C) and GDS (D) data transmitted respectively on its input. A data and its data entry B.
  • the flow of data finally transmitted will have only one gap: the data produced by the HUB n- 2 will be introduced into the data stream at the level of the HUB n + 1 .
  • the loss of data will ultimately only affect the data produced by the HUB n-1.
  • the flow of finally transmitted data will ultimately not contain any gaps: the data produced by the HUB n-2 will be introduced into the data stream at the level of the HUB n + 1 and the data produced by the HUB n-1 will be introduced into the data stream at level of the HUB n + 2 (data link 66).
  • the disappearance of the data on the input A of the HUB n therefore only leads, in the most unfavorable case (HUB n-1 damage), the absence, in the data streams GDS (C) and GDS (D) of the HUB n + 2 , of data produced by the HUB n-1 .
  • This form of implementation therefore provides an increased quality of service compared to the previous form.
  • This principle of data collection and reporting according to the invention advantageously allows to confer on a towed linear acoustic antenna, provided with such a system for collecting and collecting sensor data, a fault tolerance that can affect such or such HUBs or data links between such or such HUBs.
  • a towed linear antenna equipped with a system for collecting and collecting sensor data according to the invention can continue to operate in a degraded manner, while many of the HUBs that compose it are out of order, provided that there are no more consecutive failed iHubs, i.e., 2 consecutive hubs in the embodiment shown in FIG.
  • a n-rank HUB is said upstream of a n + 1 rank HUB if it is located closer to the free end (tail) of the antenna.
  • FIGS. 6 and 7 the system for collecting and reporting sensor data according to the invention is described as preferentially implementing a Leapfrog level 2 mechanism. It is well heard here that the implementation of a Leapfrog mechanism of level other than 2 may be considered.
  • Leapfrog Level 2 has certain advantages, particularly in comparison with a Leapfrog Level 1 mechanism.
  • Leapfrog type 2 mechanism advantageously provides a much better robustness to failures than a Leapfrog type 1, for a limited impact in terms of growth. the density of the wiring needed to collect and retrieve sensor information.
  • a configuration Leapfrog Level 2 provides full redundancy in the event of mechanical breaks in different parts of the chain:
  • an "Leapfrog N level” configuration will confer on the system an increased fault tolerance of HUBs (fault tolerance of adjacent N HUBs), at the cost of a significant increase in the wiring density (N + 2 wired links maximum interleaved in the case of a configuration "Leapfrog level N", against only 4 links in the case of a configuration "Leapfrog level 2”), which quickly becomes prohibitive in the antenna frame linear towed small diameter.
  • a "Leapfrog Level 1" - “Leapfrog Level 2" combination involves the use of 3-input and 3-output HUBs and 6 wired links per antenna section; without improving the robustness of the set compared to a "Leapfrog Level 2" configuration.
  • the transmission of the sensor data is of the asynchronous type, based on the implementation of a functional chain involving ADM functions or "Add Drop Mux" according to the Anglo-Saxon denomination, which perform the multiplexing of local data, produced by the various acoustic sensors constituting the antenna.
  • each HUB implements an ADM function, whose role is to insert, at the appropriate time, the data produced by the various acoustic sensors attached thereto on the asynchronous data stream that passes through said module.
  • This mode of data collection follows a protocol similar to the ATM ("Asynchronous Transfer Module") protocol which is a high speed transmission protocol (i.e. multiple bit rate of 155 Mbps) used in telecommunications systems.
  • ATM Asynchronous Transfer Module
  • the implemented ADM function retrieves the data transmitted frame by frame, at the rate of the period T eCh of collection of the sensor data, by the HUBs located upstream of the Leapfrog chain to which the HUB in question is connected. .
  • FIGS. 8 and 8. 9 The synchronization principle of the HUB data insertion mechanism in the data stream throughout an antenna, as implemented by the system according to the invention, is illustrated by FIGS. 8 and 8. 9.
  • the data 81 (samples N per example) created locally in a n-rank HUB (digitizing the signals delivered by the sensors connected to the HUB n ) during a sampling period T N , of duration T eCh , of a current frame 82 (N-frame example) can not be, at best, taken into account by the ADM function of the HUB n considered for insertion into the antenna data stream only from the frame following the current frame (N + 1 frame), the frame N being then devoted to the acquisition of sensor data.
  • the Hub can thus deliver the completed data frame 83 thus produced only after the lapse of time 5t n , which thus corresponds to the propagation time of said data frame through the transmission chain constituted by all the HUBs. located upstream of the relevant HUB, from the Tail HUB (HUB 001).
  • This double delay therefore determines the moment when a HUB of a given rank is able to insert the acquired sensor data during a given sampling period T N in the corresponding data frame, at which point the sampled data in question must always be available.
  • the HUBs of ranks 1 to 63 are able to start delivering to the HUB following a frame data supplemented with their own sensor data, during the sampling period T N which follows the period T N -i during which sensor data has been acquired.
  • the HUBs of the ranks 64 to 127 are only able to do it during the period T N + i
  • the HUBs of the ranks 128 to 166 are only able to do so during the period T N + 2 -
  • each HUB has a battery of buffer registers (Buffer, Buffer_dlyi, ..., Buffer_dly M ) in which the sampled sensor data 81 are stored, rhythm of the period T eCh .
  • the same data is thus first stored in the first buffer register (Buffer) and then successively in each of the following buffer registers (Buffer_dlyn).
  • the buffer registers of battery thus form a shift register structure that allows, regardless s 0 it the HUB considered to memorize a same data 81 during the period of time necessary to be inserted into the corresponding data frame.
  • this interval results from a compromise between the desire to ensure that all the sensor data 81 corresponding to a sampling period T N , are stored for a time sufficient to ensure their availability in time. useful and that these data remain present at the buffer register in which they are accessible, for a time sufficient for the HUB to insert them in the frame 83 to which they correspond.
  • the choice of the interval, and thus the number of buffer registers also takes into account the need to limit the number of buffer registers used so as to limit the number of electronic components that the HUB must contain.
  • this time interval is chosen equal to half the duration T eCh of a sampling period, so that the storage of the sensor data 81 during three periods of samplings, necessary duration, in this example, for the HUBs located downstream, requires the implementation of a battery of five buffer registers (Buffer, and Buffer_dly1 to Buffer_dly4).
  • the HUBs located at the most upstream (HUB 001 to HUB 048) will insert in the N-1 frame the sensor data 83 collected during the period T N- -i, during the period T N , these data being taken at each level. of these HUBs, in the first buffer register (Buffer).
  • the most downstream HUBs (HUB 145 to HUB 166) will perform the insertion in the N-1 frame of the sensor data collected during the period T N- -i, during the period T N + 2, these data being taken, at each of these HUBs, in the last buffer register (Buffer_dly4).
  • the mechanism described above thus advantageously allows different HUBs constituting the system according to the invention to present a structure and an identical mode of operation, both as regards the securing of the data transmission chain to the antenna head , as regards the synchronization necessary for the insertion of the sensor data, collected at each sampling period, in the data stream which carries out the feedback of the sensor data to the antenna head.
  • the same HUB can occupy any place in the HUB chain constituting an antenna.
  • the proposed treatment is simple. All data is duplicated in both outputs. Both inputs are scanned continuously and in parallel. If one of the two frames contains erroneous information following a failure in the hub chain, the missing information is retrieved immediately in the other frame.

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Abstract

L'invention concerne un système de collecte des données capteurs d'une antenne acoustique linéaire remorquée. La collecte et la remontée des données capteurs sont organisées autour de modules d'acquisition, ou HUBs, chaînés les uns aux autres. Chaque HUB de rang n, ou HUBn, gère la collecte des données d'une pluralité de capteurs et reçoit simultanément, sur une première entrée reliée au HUBn-1 de rang n-1 situé immédiatement en amont, une première suite de trames de données et, sur une seconde entrée reliée au HUBn-m situé m rangs en amont, une seconde suite de trames de données. Le Hubn intègre à chaque trame de données reçue les données synchrones de ladite trame produites par les différents capteurs gérés par lui et délivre une même trame complétée; sur deux sorties séparées, reliées respectivement au HUBn+1 situé immédiatement en aval et au HUBn+m situé m rangs en aval.

Description

Système de collecte et de distribution des données capteurs dans une antenne acoustique linéaire remorquée
DOMAINE DE L’INVENTION
[001] L’invention concerne le domaine des antennes acoustiques linéaires remorquées numériques, de technologie électro-acoustique conventionnelle et plus particulièrement les systèmes électroniques de télémétrie assurant la numérisation des signaux générés par l’ensemble des hydrophones acoustiques constituant une telle antenne et par des capteurs non acoustiques ou "NAS" selon l'acronyme de la dénomination anglo- saxonne "Non Acoustic Sensor" (capteurs de température, d'immersion, de cap, de roulis/tangage, etc....) nécessaires au traitement de signal des voies Sonar et à leur exploitation.
[002] L’invention concerne directement un procédé et un système de collecte et de distribution des données capteurs dans un système électronique de télémétrie d'une antenne acoustique linéaire remorquée.
CONTEXTE DE L 'INVENTION - ART ANTERIEUR [003] Un système classique de télémétrie d'une antenne acoustique comporte généralement les fonctions suivantes à :
- une fonction de distribution de synchronisation antenne (top échantillonnage antenne, horloge rapide...);
- une fonction d’acquisition de données, ou DAU ( acronyme de la dénomination anglo-saxonne "Digital Acquisition Module"), classiquement réalisée par des modules de traitement analogique et de numérisation, répartis régulièrement à l’intérieur d’une antenne ou de différents tronçons d’antenne en suivant l’agencement linéaire des hydrophones (ou des groupes d’hydrophones). Ces modules sont synchronisés par un signal de synchro antenne depuis un/des modules de Synchro antenne et alimentés via des modules d’alimentation antenne;
- une fonction de collecte des données antenne réalisant l'acheminement de l’ensemble des données antenne numérisées vers le récepteur qui en réalise le traitement généralement placé à bord du vaisseau qui tracte (remorque) l'antenne. Cette fonction est classiquement réalisée par
FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) un/des modules de Multiplexage antenne, synchronisés par un signal de synchro antenne et alimenté via des modules d’alimentation antenne.
- une fonction d'alimentation en énergie électrique des modules d’acquisition et des modules assurant les fonctions systèmes de synchronisation et de collecte de données.
[004] Pour assurer la collecte des données produites par les différents capteurs formant une antenne et leur remontées vers le récepteur de bord, il est connu de mettre en place diverses architectures, ces architectures connues étant bâties sur des groupements de modules d'acquisition de données, ou Data Acquisition Unit (DAU) selon la dénomination anglo- saxonne. Chaque unité d'acquisition collecte les données produites par les différents capteurs dont elle a la gestion et assure leur remontée vers le récepteur.
[005] Pour assurer la remontée des informations capteurs via les DAU jusqu'au récepteur, il existe une grande variété d'architectures de transmission de données.
[006] Certaines architectures de transfert de données sont basées sur un principe de remontée des données en parallèle, illustré par la figure 1.
Chaque DAU 1 1 transmet sur un bus particulier 12 les données des capteurs 13 dont elle a la charge, ces données étant finalement multiplexées 14 au niveau de la tête de l'antenne (i.e. l'extrémité reliée au navire tracteur) pour être transmise au récepteur de bord.
[007] Les limites d’une topologie entièrement parallèle sont le grand nombre de fils nécessaires pour synchroniser/collecter l’information (plusieurs dizaines de fils pour une antenne avec quelques centaines d’hydrophones).
[008] Par ailleurs, si une telle architecture offre une robustesse excellente du système au niveau des DAU 1 1 (la perte d'information en provenance d'une DAU n’entraine pas la perte des informations transmises par d'autres DAU) cette robustesse apparaît inexistante au niveau de la collecte de donnée globale (tête et queue d’antenne en général).
[009] Par suite, cette topologie n’est pas utilisable pour des antennes de grandes tailles du fait d'une densité rédhibitoire de câblage nécessaire à sa mise en oeuvre et de la faible robustesse système. [0010] D'autres architectures sont basées sur un principe de remontée des données en série sur un BUS de données commun, comme illustré par la figure 2. Chaque DAU 1 1 comporte alors des moyens lui permettant d'insérer les données produites par les capteurs 13 dont elle assure la gestion sur le BUS de donné commun 12.
[001 1 ] Dans de telles architectures, les fonctions systèmes de distribution de synchro et collecte de donnée sont réalisées sous forme de bus 12 et 16, ce qui limite l’utilisation d’une telle configuration à des antennes comportant seulement quelques dizaines de canaux et présentant une longueur acoustique limitée, des antennes non dédié ETBF et encore moins UBF. En effet, de manière connue, la capacité de multiplexage temporel sur un même bus est limitée, par les effets de la longueur de la ligne et du nombre d’abonnés sur le bus sur les paramètres du bus (fréquence bus, étalement symboles et génération d’interférence inter-symboles...).
[0012] Si la robustesse d'une telle architecture peut être assurée correctement au niveau des DAU 1 1 , à condition toutefois que ces unités soient équipées de dispositifs de protection contre les courts-circuits sur le bus actif de données 12, ce qui accroît la complexité des DAU 1 1 au détriment de leur fiabilité intrinsèque, elle est toutefois inexistante au niveau des fonctions systèmes de synchronisation 15 et collecte de donnée globale 16 (bus et multiplexage de tête d’antenne).
[0013] Par suite une telle topologie ne fonctionne pas pour des antennes de grandes tailles (fonctionnement des bus rédhibitoire sur une grande longueur d’antenne qui plus est avec de nombreux abonnés) et présente une robustesse système médiocre.
[0014] Face aux faiblesses des architectures de base, notamment pour ce qui concerne leur utilisation dans des antennes de grandes longueurs, des solutions améliorées sont généralement employées. Comme l'illustrent les figures 3 et 4, ces solutions consistent à réaliser, dans le cadre de l'utilisation d'une topologie série ou parallèle, une décomposition du système global en sous-ensembles 31 regroupant chacun un nombre donné d'unités d'acquisition.
[0015] Dans de telles architectures, les données produites par les différentes DAU 11 d'un même groupe sont multiplexées localement 32 au niveau du groupe et peuvent être transmises vers le récepteur par un bus unique 12, comme l'illustre la figure 3. Le système est ainsi décomposé en N sous-systèmes 31 (pour limiter la longueur et le nombre d’abonnés par bus) avec introduction de répéteurs pour véhiculer les fonctions systèmes.
Ainsi, le nombre de liaisons câblées est avantageusement réduit. Cependant la robustesse du système reste médiocre, une panne critique au niveau d'un sous-ensemble entraînant une panne totale de la transmission de données.
[0016] Alternativement les données produites par les différentes DAU 1 1 d'un même groupe 31 sont multiplexées localement 32 au niveau du groupe et peuvent être ensuite acheminées par des voies (des bus) parallèles 12 vers un système de multiplexage 41 placé en tête d'antenne, comme l'illustre la figure 4.
[0017] Afin d’améliorer la robustesse système (tolérance aux pannes) et réduire la densité de câblage par rapport à une configuration parallèle simple telle que celle de la figure 1 , le système global est ainsi partagé en N sous- systèmes (Groupe locaux de N canaux d’acquisition).
[0018] Deux sous-systèmes adjacents peuvent éventuellement être imbriqués pour former des canaux de données pairs et impairs.
Par rapport à une configuration parallèle simple, la robustesse système d’un tel dispositif se trouve améliorée du fait en particulier de la redondance introduite au niveau de la transmission des données (bus redondé) et au niveau de la tête antenne. Cependant, le nombre et le type d’objets différents introduits et la densité de câblage apparaissent beaucoup trop importants (câblage antenne lourd) pour qu'une telle structure puisse constituer une solution réellement exploitable.
Par ailleurs, la perte d’un module élémentaire entraîne au moins la perte d’un sous-ensemble de canaux d’acquisition. [0019] Pour atténuer, voire minimiser les inconvénients des architectures décrites précédemment, il est également connu d'utiliser des architecture plus complexes, combinant de manière variée des topologies séries et parallèles. Plusieurs combinaisons de topologie parallèle/série sont possibles et peuvent donner lieu à un nombre important de configurations. L’exemple de la figure 5 présente un exemple d'architecture, dans laquelle on met en parallèle des blocs de sous-ensembles 51 montés en série, sous-ensembles dans lesquels les données des unités d'acquisition 52 sont collectées en série par un module support 53 et transmise vers la tête d'antenne via un bus de données série 54 commun au autre sous-ensemble du même bloc.
[0020] Cependant, les architectures matérielles issues de telles combinaisons ne proposent que des solutions de compromis qui ne permettent pas de satisfaire les exigences liées à la nécessité de limiter à la fois la masse représentée par le câblage, le nombre de type d'objets et de garantir la robustesse du système de collecte de données mis en œuvre face aux panne pouvant intervenir localement au niveau d'une ou plusieurs unité d'acquisition ou DAU (Data Acquisition Unit selon la dénomination anglo- saxonne).
[0021] Ainsi, concernant la remontée des données capteurs vers le récepteur, on se trouve affronté, dans le cas d'une antenne sonar linéaire en particulier à un double problème qui se traduit par des exigences un peu contradictoires. Ce double problème consiste d'une part à limiter la masse formée par l'ensemble des connexions nécessaires pour faire remonter vers le récepteur les données sonar produites par les différentes unités d'acquisition. Il consiste d'autre part à assurer la plus grande robustesse possible concernant la remontée des données en limitant les conséquences de la survenue d'un problème de connexion à un endroit ou à un autre de la chaîne de transmission des données sonar vers le récepteur.
PRESENTATION DE L'INVENTION [0022] Un but de l'invention est de proposer une solution alternative aux solutions existantes pour collecter les données capteurs et remonter ces données vers la tête d'antenne et le récepteur de bord.
[0023] Un autre but de l'invention est de proposer une solution permettant à la fois de limiter la masse constitué par le réseau de câblage permettant de réaliser la collecte et l'acheminement des données sonar, et de disposer d'un système robuste capable de continuer à fonctionner même en présence d'une pluralité d'unités d'acquisition défaillantes.
[0024] A cet effet l'invention a pour objet un système de collecte des
FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) données fournies par une chaîne de capteurs constituant une antenne acoustique linéaire, la collecte et la remontée des données vers le système de collecte des données de l'antenne étant organisées autour de modules d'acquisition des données capteurs, ou HUBs, chaînés les uns aux autres, chaque HUB gérant la collecte et la remontée des données produites par un nombre donné de capteurs. Dans le système selon l'invention chaque HUB de rang n (HUBn) est configuré pour:
- recevoir simultanément, sur une première entrée, reliée au HUB de rang n-1 situé immédiatement en amont (HUBn-1), un flux de données capteurs constituant une première suite de trames de données provenant dudit HUB et sur seconde entrée, reliée au HUB situé m rangs en amont (HUBn-m), un flux de données capteurs constituant une seconde suite de trames de données provenant de ce dernier;
- intégrer dans chaque trame de données, reçue sur la première ou la seconde entrée selon la présence ou non d'un flux de données sur l'une ou l'autre des entrées, les données capteurs synchrones de ladite trame, produites par les différents capteurs gérés par lui et produire une trame complétée; et
- délivrer cette trame complétée sur deux sorties séparées, reliées respectivement au HUB situé immédiatement en aval (HUBn+1) et au HUB situé m rangs en aval (HUBn+m).
[0025] Selon différentes dispositions pouvant être considérées chacune séparément ou en combinaison avec d'autres, le procédé selon l'invention peut comporter diverse dispositions énumérées ci-après.
[0026] Selon une première disposition, chaque HUB comporte une première batterie de registres configurée pour permettre la mémorisation des données capteurs produites à chaque période d'échantillonnage, le temps nécessaire pour permettre leur intégration à la trame de données correspondant à la même période d'échantillonnage.
[0027] Selon une autre disposition, m étant égal à 3, chaque HUB de rang n (HUBn) est configuré de telle sorte que si un flux de données est présent sur sa première entrée, ledit HUBn intègre, à chacune des trames successives transmises par le HUB situé immédiatement en amont (HUBn-1) et reçues sur cette première entrée, les données synchrones de ladite trame produites par les différents capteurs gérés par lui, et produit une trame complétée qu'il transmet au HUB situé immédiatement en aval (HUBn+i) et au HUB situé trois rangs en aval (HUBn+3)·
[0028] Selon une autre disposition, m étant égal à 3, chaque HUB de rang n (HUen) est configuré de telle sorte que si aucun flux de données n'est présent sur sa première entrée, ledit HUBn intègre, à chacune des trames successives reçues sur sa seconde entrée, les données synchrones de ladite trame produites par les différents capteurs gérés par lui et produit une trame complétée qu'il transmet au HUB situé immédiatement en aval (HuBn+i) et au HUB situé trois rangs en aval (HUBn+3).
[0029] Selon une autre disposition, chaque HUB de rang n (HUBn) est configuré de telle sorte que si un flux de données est présent sur chacune de ses entrées, ledit HUBn intègre, à chacune des trames successives reçues par sa première entrée, les données synchrones de ladite trame produites par les différents capteurs gérés par lui ainsi que les données produites par les différents capteurs gérés par le HUB de rang n-3 (HUBn-3), recueillies sur la trame de données reçue sur sa seconde entrée synchrone de la trame de données reçue sur sa première entrée, et produit une trame complétée qu'il transmet au HUB situé immédiatement en aval (HUBn+i) et au HUB situé trois rangs en aval (HUBn+3)-
[0030] Selon une autre disposition, chaque HUB comporte en outre une seconde batterie de registres configurée pour permettre la mémorisation des données produites par le HUB de rang n-3 (HUBn-3) à chaque période d'échantillonnage le temps nécessaire pour permettre leur intégration à la trame de données correspondant à la même période d'échantillonnage.
DESCRIPTION DES FIGURES
[0031] Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés grâce à la description qui suit, description qui s'appuie sur les figures annexées qui présentent:
Les figures 1 à 5, des illustrations schématiques relatives à des systèmes de collecte et de remontée de données capteurs, connus de l'art antérieur;
FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) la figure 6, une représentation schématique d'un système de télémétrie pour antenne acoustique linéaire remorquée incorporant le système de collecte et de remontée des données capteurs selon l'invention; la figure 7, une illustration schématique détaillée du principe de fonctionnement du système de collecte et de remontée des données capteurs selon l'invention;
les figures 8 et 9, des diagrammes temporels illustrant le fonctionnement du mécanisme de synchronisation des données capteurs et des trames de données au sein d'un HUB.
II est à noter que, sur les figures annexées, un même élément fonctionnel ou structurel porte de préférence un même symbole repère.
DESCRIPTION DETAILLEE
[0032] Le système de collecte de données antenne selon l'invention, s'intégre dans un système global de télémétrie 61 , représenté de manière schématique sur la figure 6, dans lequel les différents senseurs acoustiques (hydrophones) constituant l'antenne, sont gérés par un ensemble de modules d'acquisition 62 ou HUB. Chaque HUB gère un groupe donné de senseurs acoustiques et est repéré par son rang n qui correspond à la position occupée par les senseurs acoustique qui lui sont associés. Les HUBs ainsi agencés forment une chaîne chaque HUB étant repéré par son rang dans la chaîne.
Par suite un hub de rang n est placé dans la chaîne des HUBs entre le HUB de rang n-1 , situé en amont du HUB considéré, c'est-à-dire plus proche de l'extrémité libre de l'antenne (queue d'antenne) et le HUB de rang n+1 , situé en aval du HUB considéré, c'est-à-dire plus proche de l'extrémité opposée à l'extrémité libre de l'antenne (tête d'antenne), par laquelle l'antenne est tractée et communique avec les équipement placés à bord du navire tracteur.
Dans le cadre du système de télémétrie considéré 61 , chaque Hub reçoit de plus une information de synchronisation, via un bus de synchronisation commun 63.
Chaque HUB est en outre alimenté en énergie électrique par une boucle d'alimentation générale 64.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) [0033] Selon l'invention la collecte des données provenant des différents capteurs et la remontée de ces données vers la tête antenne suit un mécanisme de type "Leapfrog" ("saute-mouton"). Selon ce mécanisme, illustré de manière plus détaillée par la figure 7, chaque HUB 62 de rang n reçoit du Hub de rang n-1 , HUB n-1 , qui le précède dans la chaîne (i.e. en amont dans la chaine), un BUS de données 65 véhiculant les trames de données numériques correspondant aux signaux reçus par le HUB n-1 sur lequel ce dernier a inséré les données délivrées par les différents senseurs dont il assure la gestion.
[0034] Chaque HUB 62 de rang n reçoit également d'un Hub de rang inférieur HUBn-i (i = 1 , 2, 3, 4, etc....) un BUS de données 66 véhiculant les trames de données numériques correspondant aux signaux reçus par le HUBn-i sur lequel ce dernier a inséré les données délivrées par les différents senseurs dont il assure la gestion.
[0035] Par ailleurs, chaque HUB restitue sur deux bus distincts 67 et 68 les trames de données numériques transmises respectivement par le HUB de rang n-1 , HUBn-1 , et par le HUB de rang n-i, HUBn-i sur lesquels il a inséré les données délivrées par les différents senseurs dont il assure la gestion.
[0036] Ainsi, avantageusement la collecte des données et la remontée des données collectées vers la tête antenne (i.e. vers l'aval) sont réalisées par l'intermédiaire de i+1 bus distincts:
- un bus principal qui, du point de vue de la collecte des données capteurs, assure un chaînage série direct des HUBs les uns par rapport aux autres ; un HUB de rang n étant relié par ce bus au HUB de rang n-1 qui le précède immédiatement dans la succession des capteurs;
- i bus auxiliaires qui assurent la collecte des données capteurs de manière discontinue un HUB de rang n étant chainé par un bus auxiliaire donné aux HUBs de rang n-i et n+i.
[0037] Selon l'invention, la valeur du saut i est préférentiellement supérieure à 1 . Cependant, dans une forme de mise en oeuvre préférée, illustrée par les figures 6 et 7, cette valeur est égale à 3. On parle alors de mécanisme Leapfrog de rang 2. La suite du texte décrit le principe de fonctionnement du système de collecte et de remontée des informations capteurs selon l'invention dans le cas illustré par les figures 6 et 7, où i est égal à 3 (Leapfrog de rang 2).
[0038] Dans une forme simple de mise en oeuvre du système de collecte et de remontées des données capteur selon l'invention, on a, pour un HUB de rang n donné et dans un mode de fonctionnement nominal, c'est-à-dire en présence de données sur l'entrée A du HUB considéré:
GDS(C) = GDS(D) = GDS(A) + Data_HUBn
GDS(A), GDS(C) et GDS(D) représentent respectivement les flux de données transmis à l'entrée du HUB n par le HUBn-1 et les flux de sortie délivrés par le même HUB n respectivement au HUBn+1 et au HUBn+3. Data_HUBn représente les données capteurs collectées localement par le HUBn.
[0039] En revanche en cas d'absence de données sur l'entrée A, on a:
GDS(C) = GDS(D) = GDS(B) + Data_HUBn;
le flux de données GDS(B) transmis à l'entrée B du HUBn par le HUBn-3.
[0040] Ainsi, avantageusement, en cas d'avarie (dysfonctionnement du HUBn-1 ou rupture de la liaison de donnée entre le HUBn-1 et le HUBn), la collecte de données se poursuit par l'intermédiaire de la liaison de données GDS(D) = GDS(B) entre le HUBn et le HUBn-3, de sorte que la perte de données reste limitée, au niveau du HUBn, aux données insérées dans le flot de données par les HUBs de rangs n-2 et n-1.
La disparition des données sur l'entrée A du HUB n conduit donc seulement à l'absence des données produites au niveau des HUBs n-1 et n- 2 dans les flux de données GDS(C) et GDS(D) du HUBn vers le HUBn+1.
[0041 ] Dans une forme de mise en oeuvre plus élaborée du système de collecte des données capteurs selon l'invention, chaque HuBn est configuré pour traiter à la fois les données GDS(C) et GDS(D) transmises respectivement sur son entrée de données A et sur son entrée de données B.
De la sorte, en absence de données sur l'entrée A du HUBn, le flot de données GDS(C) transmis par celui-ci au HUB suivant, le HUBn+1, soit complété au niveau du HUBn+1 avec les données produites par ce dernier et les données GDS(D) transmises par le HUBn-2 via sa sortie D (liaison de donnée 69) au HUBn+1.
[0042] Par suite si l'avarie ayant affectée l'entrée A du HUBn est consécutive à défaillance du HUBn-1, le flot de données finalement transmis ne comportera qu'une seule lacune: les données produites par le HUBn-2 seront introduites dans le flot de données au niveau du HUBn+1. La perte de données ne touchera finalement que les données produites par le HUB n-1.
[0043] De manière analogue, si l'avarie ayant affectée l'entrée A du HUB n est seulement consécutive à rupture de la liaison 65 entre la sortie C du HUBn-1 et l'entrée A du Hubn, le flot de données finalement transmis ne comportera finalement aucune lacune : les données produites par le HUBn-2 seront introduites dans le flot de données au niveau du HUBn+1 et les données produites par le HUBn-1 seront introduites dans le flot de données au niveau du HUBn+2 (liaison de donnée 66).
[0044] Ainsi dans cette seconde forme de mise en oeuvre du système selon l'invention, la disparition des données sur l'entrée A du HUBn conduit donc seulement, dans le cas le plus défavorable (avarie du HUBn-1), à l'absence, dans les flux de données GDS(C) et GDS(D) du HUBn+2, des données produites par le HUBn-1.
On obtient donc une régénération au moins partiel du flot de données. Cette forme de mise en oeuvre procure donc une qualité de service accrue par rapport à la forme précédente.
[0045] Ce principe de collecte et de remontée de données selon l'invention, permet avantageusement de conférer à une antenne acoustique linéaire remorquée, pourvue d'un tel système de collecte et de remontée des données capteurs, une tolérance aux pannes pouvant affecter tels ou tel HUBs ou les liaisons de données entre tels ou tels HUBs.
[0046] Il permet en particulier, en cas de disfonctionnement d'un ou plusieurs HUBs d'assurer la remontée des informations capteurs fournies par au moins une partie des HUBs en état de marche, alors que dans le cas classique d'une collecte et une remontée des informations capteurs par chaînage série des HUBs, l'avarie d'un HUB interrompt le transmission des données capteurs fournies par les HUBs situés en amont du HUB en panne dans la chaîne de récepteurs.
[0047] Ainsi, une antenne linéaire remorquée équipée d'un système de collecte et de remontée des données capteur selon l'invention peut continuer à fonctionner, de manière dégradée, alors que plusieurs des HUBs qui la composent sont en panne, pour autant que l'on n'ait pas plus de i HUBs consécutifs en panne, c'est-à-dire 2 Hubs consécutifs dans la forme de réalisation illustrée par la figure 6.
On rappelle à ce propos qu'un HUB de rang n est dit situé en amont d'un HUB de rang n+1 s'il est localisé plus près de l'extrémité libre (la queue) de l'antenne.
[0048] Dans le texte qui précède, illustré par les figures 6 et 7, le système de collecte et de remontées des données capteurs selon l'invention est décrit comme mettant en oeuvre de manière préférentielle un mécanisme Leapfrog de niveau 2. Il est bien entendu ici que la mise en œuvre d'un mécanisme Leapfrog de niveau autre que 2 peut être envisagée.
[0049] Il est à noter cependant que le choix d'un mécanisme Leapfrog de niveau 2 présente certains avantages, en particulier en comparaison d'un mécanisme Leapfrog de niveau 1.
En effet, la mise en œuvre d'un mécanisme de type Leapfrog de rang 2 procure avantageusement une bien meilleure robustesse vis-à-vis des pannes qu'un mécanisme de type Leapfrog de rang 1 , pour un impact limité en termes d'accroissement de la densité du câblage nécessaire à la collecte et à la remontée des informations capteurs.
En effet la mise en place d'un mécanisme de type Leapfrog de rang 2 nécessite 4 liaisons filaires entrelacées, alors que la mise en place d'un mécanisme de type Leapfrog de rang 1 nécessite tout de même 3 liaisons.
[0050] Par ailleurs, dans la forme de mise en œuvre du système selon l'invention pour laquelle les HUBs traitent simultanément les flots de données d'entrée GDS(C) et GDS(D) provenant des HUBS situés en amont, une configuration Leapfrog de niveau 2 permet d’obtenir une redondance complète en cas de ruptures mécaniques en différents endroits de la chaîne:
- en cas de panne d’un HUB, seule les données produites par ce HUB sont perdues. - en cas de pannes de deux HUB successifs, seules les données produites par ces 2 HUBs sont perdues.
- en cas de pannes simultanées de HUBs non adjacents, seules les données produites par les HUBs en panne sont perdues.
[0051 ] Il existe toutefois d’autres configurations alternatives mettant en oeuvre un mécanisme Leapfrog de niveau supérieur à 2, permettant augmenter la robustesse du système de collecte de données par rapport à un système mettant en oeuvre un mécanisme Leapfrog de niveau 1.
Ces autres configurations présentent un niveau de performance comparable à la configuration "Leapfrog de niveau 2" décrite précédemment, mais elles constituent en revanche un compromis robustesse système / densité de câblage / complexité en tête d’antenne avec HUB Tête moins intéressant que la configuration "Leapfrog de niveau 2".
[0052] En particulier, une configuration "Leapfrog de niveau 3" aura ainsi un mécanisme de fonctionnement très similaire à celui de la configuration "Leapfrog de niveau 2" décrit précédemment, tout en conférant au système une tolérance à la panne simultanée de 3 HUBs adjacents au lieu de 2. Cependant cette tolérance accrue est obtenue au prix d’une augmentation de la densité de câblage dans une section donnée d’antenne (5 liaisons filaires entrelacées maximum dans le cas d'une configuration "Leapfrog de niveau 3" contre seulement 4 liaisons dans le cas d'une configuration "Leapfrog de niveau 2".
[0053] Plus généralement, une configuration "Leapfrog de niveau N" conférera au système une tolérance accrue aux défaillances de HUBs (tolérance à la panne de N HUBs adjacents), au prix d’une augmentation significative de la densité de câblage (N+2 liaisons filaires entrelacées maximum dans la cas d'une configuration "Leapfrog de niveau N", contre seulement 4 liaisons dans le cas d'une configuration "Leapfrog de niveau 2"), ce qui devient assez vite rédhibitoire dans le cadre d’antenne linéaire remorqué de petit diamètre.
[0054] Il est à noter par ailleurs que des combinaisons plus complexes, des combinaisons par exemple peuvent également être envisagées. Toutefois de telles combinaison impliquent d'augmenter le nombre d'entrées/sorties des HUBs sans garantir d'accroissement de la tolérance aux défaillances. Ainsi par exemple une combinaison "Leapfrog de niveau 1 " - "Leapfrog de niveau 2" implique l'utilisation de HUBs à 3 entrées et 3 sorties et de 6 liaisons filaires par section d’antenne; sans amélioration de la robustesse de l'ensemble par rapport à une configuration "Leapfrog de niveau 2".
[0055] D'un point de vue fonctionnel, dans le système de collecte de données selon l'invention, la transmission des données capteurs est de type asynchrone, basée sur la mise en oeuvre d'une chaîne fonctionnelle faisant intervenir des fonctions ADM ou "Add Drop Mux" selon la dénomination anglo-saxonne, qui réalisent le multiplexage de données locales, produites par les différents senseurs acoustiques constituant l'antenne.
A cet effet chaque HUB met en œuvre une fonction ADM, dont le rôle est d'insérer, à l'instant approprié, les données produites par les différents senseurs acoustiques qui lui sont rattachés sur le train de données asynchrone qui traverse ledit module.
Ce mode de collecte de données suit un protocole similaire au protocole ATM ("Asynchronous Transfer Module" selon la dénomination anglo-saxonne) qui est un protocole de transmission à haut débit (i.e. débit multiple de 155 Mbps) utilisé dans les systèmes de télécommunications.
[0056] Ainsi, pour chaque HUB, la fonction ADM implémentée récupère les données transmises trame après trame, au rythme de la période TeCh de collecte des données capteurs, par les HUBs situés en amont de la chaîne Leapfrog auxquels le HUB considéré est relié.
Elle ajoute ensuite à chacune des trames reçues les données produites localement par les senseurs acoustiques connectés au HUB considéré, échantillonnées à l'instant d'échantillonnage correspondant à la trame de données considérée. Puis, elle retransmet chacune des trames ainsi complétées aux HUBs situés en aval, auxquels le HUB considéré est relié.
[0057] Le principe de synchronisation du mécanisme d'insertion des données des HUBs dans le flux de données tout au long d’une antenne, tel qu'il est implémenté par le système selon l'invention, est illustré par les figures 8 et 9.
[0058] Comme l'illustre la figure 8, les données 81 (échantillons N par exemple) créées localement au sein d'un HUB de rang n (numérisation des signaux délivrés par les senseurs connectés au HUBn) pendant une période d'échantillonnage TN, de durée TeCh, d’une trame courante 82 (trame N par exemple) ne peuvent être, au mieux, prises en compte par la fonction ADM du HUBn considéré pour insertion dans le flux de données antenne qu'à partir de la trame suivant la trame courante (trame N+1 ), la trame N étant alors consacrée à l'acquisition des données capteurs.
[0059] Par ailleurs en fonction de l'emplacement du HUBn considéré dans l’antenne, celui-ci ne reçoit la trame de données correspondant à une période d'échantillonnage TN donnée, localisée entre un instant T0 et un instant To+TeCh qu'au bout d'un lapse de temps donné 5tn=n tr multiple du temps tr nécessaire à un HUB pour prendre en compte la trame de données transmise par le HUB précédent et y insérer les données capteurs correspondant à cette trame.
Le Hub ne peut ainsi délivrer la trame de données complétée 83 ainsi produite qu'après le lapse de temps 5tn, qui correspond ainsi au temps de propagation de ladite trame de donnée au travers de la chaîne de transmission constituée par l'ensemble des HUBs situés en amont du HUB considéré, depuis le HUB de queue (HUB 001 ).
[0060] Par conséquent le fonctionnement d'un HUB de rang n doit prendre en compte cette double contrainte temporelle constituée par le retard systématique d'une période d'échantillonnage, commun à tous les HUBs, et par le retard de propagation 5t=n tr qui dépend de la position du HUB considéré dans la chaîne des HUBs constituant l'antenne. Ce double retard détermine donc le moment où un HUB de rang donné est en mesure d'insérer les données capteurs acquises au cours d'une période donnée d'échantillonnage TN dans la trame de données correspondante, moment pour lequel les données échantillonnées en question doivent être toujours disponibles.
[0061 ] Ainsi par exemple dans le cas illustré par la figure 8, on constate que compte tenu du retard de traitement tr introduit par chaque HUB, les HUBs des rangs 1 à 63 sont en mesure de commencer à délivrer au HUB suivant une trame de données complétée de leurs propres données capteurs, pendant la période d'échantillonnage TN qui suit la période TN-i durant laquelle les données capteurs ont été acquises. En revanche on constate que les HUBs des rangs 64 à 127 ne sont en mesure de la faire que durant la période TN+i, alors que les HUBs des rangs 128 à 166 (dernier HUB de la série dans l'exemple de la figure 8) ne sont en mesure de la faire que durant la période TN+2-
[0062] Selon l'invention, pour pouvoir prendre en compte ce double retard, chaque HUB dispose d’une batterie de registres tampons (Buffer, Buffer_dlyi, ..., Buffer_dlyM) dans lesquels les données capteurs échantillonnées 81 sont stockées, au rythme de la période TeCh. Une même donnée est ainsi d'abord mémorisée dans le premier registre tampon (Buffer) puis successivement dans chacun des registres tampons suivants (Buffer_dlyn). Les instants de chargement d'une donnée dans les différents registres étant décalés d'un intervalle de temps donné, la batterie de registres tampons forme ainsi une structure de registre à décalage qui permet, quel que s0it le HUB considéré, de mémoriser une même donnée 81 durant la période de temps nécessaire pour pouvoir être insérée dans la trame de données correspondante.
[0063] Selon l'invention, cet intervalle résulte d'un compromis entre la volonté de s'assurer que toutes les données capteurs 81 correspondant à une période d'échantillonnage TN, soient mémorisées durant un temps suffisant pour assurer leur disponibilité en temps utiles et que ces données restent présentes au niveau du registre tampon dans lequel elles sont accessibles, durant un temps suffisant pour que le HUB puisse les insérer dans la trame 83 à laquelle elles correspondent. Le choix de l'intervalle, et donc du nombre de registres tampons, prend en compte également la nécessité de limiter le nombre de registres tampons utilisés de façon à limiter le nombre de composants électroniques que doit renfermer le HUB.
[0064] Dans l'exemple des figures 8 et 9, cet intervalle de temps est choisi égal à la moitié de la durée TeCh d'une période d'échantillonnage, de sorte que la mémorisation des données capteurs 81 pendant trois périodes d'échantillonnages, durée nécessaire, dans cet exemple, pour les HUBs situés les plus en aval, nécessite la mise en oeuvre d'une batterie de cinq registres tampons (Buffer, et Buffer_dly1 à Buffer_dly4). Par ailleurs, on choisit de limiter le nombre de HUBs successifs pour lesquels les données capteurs 81 correspondant à une période d'échantillonnage TN, sont extraites d'un même registre tampon, aux seuls HUBs capables de débuter l'émission de la trame de données 83 correspondante (Trame N) à destination du HUB suivant, avant un instant limite précédant, d'un intervalle de temps DT, l'instant de chargement dans le registre considéré de nouvelles données capteurs, correspondant à la période d'échantillonnage TN+i.
[0065] De la sorte si, dans l'exemple illustré par les figures 8 et 9, on considère en particulier la formation de la trame N-1 de données antenne correspondant à une période d'échantillonnage TN-i, les HUBs situés les plus en amont (HUB 001 à HUB 048) effectueront l'insertion dans la trame N-1 des données capteurs 83 recueillies durant la période TN--i, au cours de la période TN, ces données étant prélevées, au niveau de chacun de ces HUBs, dans le premier registre tampon (Buffer).
A l'opposé, les HUBs situés les plus en aval (HUB 145 à HUB 166) effectueront, l'insertion dans la trame N-1 des données capteurs recueillies durant la période TN--i, au cours de la période TN+2, ces données étant prélevées, au niveau de chacun de ces HUBs, dans le dernier registre tampon (Buffer_dly4) .
[0066] Le mécanisme décrit précédemment permet ainsi avantageusement aux différents HUBs constituant le système selon l'invention de présenter une structure et un mode de fonctionnement identiques, aussi bien en ce qui concerne la sécurisation de la chaîne de transmission des données vers la tête antenne, qu'en ce qui concerne la synchronisation nécessaire à l'insertion des données capteurs, collectées à chaque période d'échantillonnage, dans le flux de données qui réalise la remontée des données capteurs vers la tête antenne. Un même HUB peut ainsi occuper n'importe quelle place dans la chaîne de HUB constituant une antenne. [0067] Le traitement proposé est simple. L’ensemble des données est dupliqué dans les deux sorties. Les deux entrées sont scrutées en permanence et en parallèle. Si l’une des deux trames contient des informations erronées suite à une panne dans la chaîne de hub, l’information manquante est récupérée immédiatement dans l’autre trame.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de collecte des données fournies par une chaîne de capteurs constituant une antenne acoustique linéaire, la collecte et la remontée des données vers le système de collecte des données de l'antenne étant organisées autour de modules d'acquisition des données capteurs, ou HUBs, chaînés les uns aux autres, chaque HUB gérant la collecte et la remontée des données produites par un nombre donné de capteurs;
ledit système étant caractérisé en ce que chaque HUB de rang n (HUBn) est configuré pour:
- recevoir simultanément, sur une première entrée, reliée au HUB de rang n-1 situé immédiatement en amont (HUBn-i), un flux de données capteurs constituant une première suite de trames de données provenant dudit HUB et sur seconde entrée, reliée au HUB situé m rangs en amont (HUBn-m), un flux de données capteurs constituant une seconde suite de trames de données provenant de ce dernier;
- intégrer dans chaque trame de données, reçue sur la première ou la seconde entrée selon la présence ou non d'un flux de données sur l'une ou l'autre des entrées, les données capteurs synchrones de ladite trame, produites par les différents capteurs gérés par lui et produire une trame complétée; et
- délivrer cette trame complétée sur deux sorties séparées, reliées respectivement au HUB situé immédiatement en aval (HUBn+i) et au HUB situé m rangs en aval (HUBn+m)·
2. Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque HUB comporte une première batterie de registres configurée pour permettre la mémorisation des données capteurs produites à chaque péri ode d'échantillonnage, le temps nécessaire pour permettre leur intégration à la trame de données correspondant à la même période d'échantillonnage.
3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, m étant égal à 3, chaque HUB de rang n (HUBn) est configuré de telle sorte que si un flux de données est présent sur sa première entrée, ledit HUBn intègre, à chacune des trames successives transmises par le HUB situé immédiatement en amont (HUBn-1) et reçues sur cette première entrée, les données synchrones de ladite trame produites par les différents capteurs gérés par lui, et produit une trame complétée qu'il transmet au HUB situé immédiatement en aval (HUBn+1) et au HUB situé trois rangs en aval (HUBn+3).
4. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, m étant égal à 3, chaque HUB de rang n (HUBn) est configuré de telle sorte que si aucun flux de données n'est présent sur sa première entrée, ledit HUBn intègre, à chacune des trames successives reçues sur sa seconde entrée, les données synchrones de ladite trame produites par les différents capteurs gérés par lui et produit une trame complétée qu'il transmet au HUB situé immédiatement en aval (HuBn+i) et au HUB situé trois rangs en aval (HUBn+3).
5. Système selon l'une de revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque HUB de rang n (HUBn) est configuré de telle sorte que si un flux de données est présent sur chacune de ses entrées, ledit HUBn intègre, à chacune des trames successives reçues par sa première entrée, les données synchrones de ladite trame produites par les différents capteurs gérés par lui ainsi que les données produites par les différents capteurs gérés par le HUB de rang n-3 (HUBn-3), recueillies sur la trame de données reçue sur sa seconde entrée synchrone de la trame de données reçue sur sa première entrée, et produit une trame complétée qu'il transmet au HUB situé immédiatement en aval (HUBn+1) et au HUB situé trois rangs en aval (HUBn+3).
6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque HUB comporte en outre une seconde batterie de registres configurée pour permettre la mémorisation des données produites par le HUB de rang n-3 (HUBn-3) à chaque période d'échantillonnage le temps nécessaire pour permettre leur intégration à la trame de données correspondant à la même période d'échantillonnage.
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